水豚油基纳米乳（NE-CO）通过调节炎症、氧化应激和纤维化减轻小鼠肥胖诱导的肾损伤

《Cell Biochemistry and Function》：Capybara Oil-Based Nanoemulsion Attenuates Obesity-Induced Renal Injury Through Modulation of Inflammation, Oxidative Stress, and Fibrosis in Mice

　　

肥胖是一种多因素疾病，与系统性代谢改变和肾损伤风险增加相关，主要由慢性炎症和氧化应激驱动。生物活性脂质，特别是多不饱和脂肪酸（polyunsaturated fatty acids, PUFAs），已显示具有保护作用；然而，其不稳定性和易氧化性可能限制其治疗潜力。在本研究中，研究人员研究了水豚油基纳米乳（capybara oil-based nanoemulsion, NE-CO）对肥胖小鼠模型肾功能障碍的影响。雄性小鼠接受饮食诱导肥胖（diet-induced obesity），并接受NE-CO（100 mg/kg/day）治疗4周。评估代谢参数、收缩压（systolic blood pressure, SBP）、尿液生物标志物和肾脏形态。此外，评估炎症（inflammation）、氧化应激（oxidative stress）和纤维化（fibrosis）标志物以阐明潜在机制。NE-CO治疗显著降低体重和收缩压，同时改善肾功能，表现为蛋白尿（proteinuria）减少和尿肌酐（urinary creatinine）水平正常化。组织学和超微结构分析显示肾皮质组织明显改善。这些效应伴随促炎标志物表达降低、抗氧化防御增强以及纤维化重塑减轻。总体而言，这些发现表明NE-CO减轻肥胖诱导的肾损伤，至少部分通过调节炎症、氧化和纤维化通路。本研究强调生物活性脂质递送系统在代谢和肾脏疾病背景下的治疗潜力。

肥胖是一种多因素疾病，涉及遗传、生理、环境和心理因素，以体脂形式过度蓄积能量为特征。过去三十年中，其患病率在全球范围内增加并达到流行程度。肥胖与代谢综合征和慢性肾脏病（chronic kidney disease, CKD）等多种共病密切相关。证据表明，CKD风险随体质指数（body mass index, BMI）增加而升高。在慢性高脂血症背景下，过量脂质不仅蓄积于脂肪组织，也蓄积于肾脏，脂毒性促进促炎、促纤维化和促凋亡通路激活，最终导致细胞损伤和肾功能障碍。肥胖还引起肾小管损伤、肾小球高滤过和肾内压升高。炎症和纤维化是肾损伤的最终共同通路。补充ω-3多不饱和脂肪酸（PUFAs）在调节炎症和改善代谢参数方面受到关注，但鱼油等常规来源存在脂肪酸组成变异、易氧化降解、提取率低和亲脂性化合物口服生物利用度低等局限。水豚油富含不饱和脂肪酸，尤其是α-亚麻酸（alpha-linolenic acid, ALA），具有抗炎和抗氧化作用；既往研究显示其可改善肝脂肪变性、炎症、线粒体活性、凋亡以及肥胖小鼠肾脏炎症和病理生理改变。但富含PUFAs的油水分散性差、易氧化、胃肠吸收变异，治疗效能可能受限。纳米乳（nanoemulsion, NE）可提高亲脂性生物活性化合物的稳定性和递送。尽管游离水豚油对实验性肥胖相关疾病有益，但其纳米乳制剂对肥胖诱导肾损伤的治疗潜力尚不清楚。因此，研究人员评估含NE-CO对C57BL/6小鼠肥胖诱导的全身和肾脏病理生理改变的影响。

关键方法：研究人员使用3月龄雄性C57BL/6小鼠，给予对照饮食（control diet, CD）或高脂饮食（high-fat diet, HFD）18周诱导肥胖，后4周分为8组（n=6）并每日灌胃NE-CO、游离水豚油（capybara oil, CO）、白色纳米乳（white nanoemulsion, NE-W）或水，剂量100 mg/kg/day。水豚油皮下脂肪来自巴西Goias State的Santa Luzia Farm。关键技术包括自乳化法制备纳米乳；激光衍射、光子相关光谱、Zeta电位和pH表征；气相色谱鉴定脂肪酸；热重分析（thermogravimetric analysis, TG）、差示扫描量热法（differential scanning calorimetry, DSC）和傅里叶变换红外光谱（Fourier-transform infrared spectroscopy, FTIR）表征油；代谢笼测尿蛋白和尿肌酐；尾套法测SBP；苏木精-伊红（hematoxylin-eosin, H&E）、过碘酸-雪夫（periodic acid-Schiff, PAS）和天狼星红（Picrosirius Red, PSR）染色；免疫组化检测肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor alpha, TNF-α）、白细胞介素10（interleukin 10, IL-10）、转化生长因子β（transforming growth factor beta, TGF-β）和α-平滑肌肌动蛋白（alpha-smooth muscle actin, α-SMA）；Western blot检测p-NF-κB p65 (Ser⁵³⁶)；超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）和过氧化氢酶（catalase, CAT）活性；透射电子显微镜（transmission electron microscopy, TEM）和扫描电子显微镜（scanning electron microscopy, SEM）；双因素ANOVA等统计。

研究结果：3.1 水豚油理化表征：通过理化分析、TG、DSC和FTIR发现，水豚油25°C为液体、清亮、柠檬黄色，酸度0.378 ± 1.68，过氧化值5.08 ± 0.712，灰分6.84%，未检出水分，熔点38°C；295°C以下热稳定，之后明显失重；具有典型脂质官能团，支持其为富含甘油三酯的油。3.2 纳米乳理化表征：通过激光衍射和光子相关光谱，NE-W和NE-CO均为乳白色无相分离；NE-CO等效球直径（d_4.3）0.228 ± 0.041 μm，Z-average 183.9 ± 2.37 nm，Span 0.651 ± 0.039，多分散指数（polydispersity index, PDI）0.109 ± 0.022，Zeta电位?9.43 ± 0.68 mV，pH 5.57 ± 0.11；低PDI和纳米粒径提示体系均一、稳定。3.3 人体测量指标与收缩压：通过定期称重和尾套测压，治疗期CD组体重稳定，HFD组较高；HFD+NE-CO在第17、18周体重显著低于HFD。预处理期HFD组SBP逐渐升高；治疗期HFD组SBP较高，HFD+NE-CO在最后一周SBP显著降低。3.4 肾功能评估：通过代谢笼尿液生化检测，HFD、HFD+CO和HFD+NE-W组尿蛋白增加、尿肌酐降低；HFD+NE-CO尿蛋白显著减少，尿肌酐升高至对照水平。3.5 组织病理学评价：通过H&E和PAS染色，HFD、HFD+CO和HFD+NE-W组显示肾小体和肾小管结构丧失、脂滴样区域及基底膜染色增强；HFD+NE-CO肾皮质结构、肾小体、近曲和远曲小管及基底膜保存较好。3.6 肾超微结构评价：通过SEM和TEM，HFD、HFD+CO和HFD+NE-W组足细胞足突异常、滤过裂隙扩张、肾小球基底膜增厚、毛细血管窗孔不连续；HFD+NE-CO改善初级和次级突起、足突交错、滤过裂隙及基底膜完整性。3.7 肾炎症反应与p-NF-κB表达：通过免疫组化和Western blot，HFD、HFD+CO和HFD+NE-W组TNF-α和p-NF-κB表达增加；HFD+NE-CO降低TNF-α和p-NF-κB，并增加IL-10。3.8 氧化应激相关酶活性分析：通过生化法检测，CD各组CAT和SOD活性无显著差异；HFD、HFD+CO和HFD+NE-W组CAT和SOD活性显著增加；HFD+NE-CO显著低于其他HFD组。3.9 肾纤维化分析：通过PSR染色和免疫组化，HFD、HFD+CO和HFD+NE-W组胶原沉积、TGF-β和α-SMA增加；HFD+NE-CO仅轻度胶原沉积，并降低TGF-β和α-SMA。

讨论部分总结：水豚油的热和光谱特征符合富含甘油三酯的油；NE-W和NE-CO具纳米粒径、负Zeta电位和稳定pH，提示良好胶体稳定性，单分散和较小粒径可能提高生物利用度。长期HFD诱导肥胖、SBP升高和肾功能障碍，与慢性促炎、促纤维化状态相关；脂毒性促进肾损伤。NE-CO逆转尿蛋白和尿肌酐改变，而游离水豚油未显著影响这些参数，提示纳米乳效能更佳。氧化应激中SOD和CAT活性增加可能反映抗氧化反应的适应性改变，但由于未直接测定氧化产物，不能解释为氧化损伤的直接证据。NE-CO正常化酶活性，降低TNF-α，增加IL-10，并降低p-NF-κB，支持其调节炎症。TGF-β和α-SMA是细胞外基质沉积和肌成纤维细胞活化的关键介质，与上皮-间质转化（epithelial-mesenchymal transition, EMT）相关；NE-CO降低二者，减轻纤维化反应。效果可能与脂肪酸组成有关，包括n-3和n-6脂肪酸、ALA作为EPA和DHA前体及resolvins、protectins、maresins和lipoxins等生物活性脂质介质，但本研究未定量特定脂肪酸，无法确定具体贡献。局限性包括未获得完整定量脂肪酸谱，未评估长期稳定性、残留有机溶剂和毒理学，未直接测ROS和MDA等氧化产物，上游和下游信号通路未全面评价。研究结论翻译：NE-CO有效减轻肥胖诱导的全身和肾脏改变，改善代谢参数、肾脏结构和功能，并调节抗氧化和炎症反应，同时减轻纤维化改变。重要的是，纳米乳显示出优于游离油的效能，可能由于生物利用度增强和所需剂量降低。这些发现支持NE-CO作为肥胖相关肾病的有前景的治疗策略。